[소음진동기술사 제140회 1교시 10번]

1교시 10번 · 10점 · 13문제 중 10문제 선택 · 100분

흡음재를 실내 마감재로 사용할 때 저주파 대역에서 흡음성능이 저하되는 이유와 보완방법에 대하여 설명하시오.

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답안 구조

  1. 개요
  2. 마감재(다공질 흡음재)의 흡음 메커니즘
  3. 저주파 대역에서 흡음성능이 저하되는 이유
  4. 저주파 대역 흡음성능 보완방법
  5. 결론

용어 정의

다공질 흡음재
재료 내부의 기공을 통해 음파가 진입하여 공기의 점성 마찰 및 열전도를 통해 음에너지를 열에너지로 소산시키는 마감 재료
배후 공기층
흡음재와 강체 벽면 사이에 형성된 공기층으로, 입자 속도가 최대인 지점에 흡음재를 위치시켜 저주파 흡음력을 향상시키는 역할
공명기형 흡음재
헬름홀츠 공명 원리를 이용해 특정 저주파수 대역의 음파가 입구에서 강한 마찰을 일으키도록 설계된 단일 또는 다중 공명 구조체

핵심 내용

  • 파장이 긴 저주파 대역은 다공질 흡음재 내에서 매질의 입자 속도가 낮아 마찰 손실에 의한 흡음 메커니즘 약화
  • 최대 흡음을 위해서는 흡음재 두께가 입자 속도가 최대인 대상 주파수 파장의 1/4배 이상이어야 함
  • 일반적인 얇은 실내 마감재 두께로는 저주파 대역의 파장 조건을 충족하기 어려워 성능 저하 발생
  • 흡음재와 강체 벽면 사이에 배후 공기층을 확보하여 유효 두께를 증가시키는 저주파 흡음성능 보완 방안
  • 저주파 흡음에 유리한 판진동형 흡음재 또는 타공판을 이용한 헬름홀츠 공명기형 흡음 구조의 혼용 적용
  • 음압이 집중되는 실내 모서리 부근에 저주파 제어용 흡음 구조체(Bass Trap) 추가 설치

공식: d=λ4=c4fd = \frac{\lambda}{4} = \frac{c}{4f}, f0=c2πSV(l+0.8d)f_{0} = \frac{c}{2\pi} \sqrt{\frac{S}{V(l+0.8d)}}

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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